压力机液压系统的设计及零件的加工工艺2.rar压力机液压系统的设计及零件的加工工艺2.rar

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重庆工业职业技术学院毕业设计(论文)课 题 名 称: 压力机液压系统的设计及 零件的加工工艺 专 业 班 级: 学 生 姓 名: 指 导 教 师: 林 洪 二 O 一四 年 四 月摘要本次设计主要内容有:做了液压压力机的总体结构设计和液压系统的设计,选择了液压元件的型号,分析了系统的工作原理,设计了液压缸,完成了液压缸的总体设计,绘制了压力机的总体装配图,液压系统图和液压缸的装配图。关键词:液压压力机,液压缸,液压系统 DESIGN OF SINGLE-CYLINDER HYDRAULIC PRESSABSTRACTThe main elements of this design are: finish the structural design of the overall design and hydraulic system of the hydraulic press, and select models of hydraulic components, analysis the working principle, design a hydraulic cylinder and hydraulic cylinder completed overall design, rendering the overall assembly drawing presses, hydraulic system and hydraulic cylinder map of the assembly drawing.KEYWORDS:Hydraulic Press,Hydraulic cylinder,Hydraulic System前 言毕业论文是对毕业生所学的专业基础知识和研究能力、自学能力以及各种综合能力的检验。通过做毕业论文,可以使学生在综合能力、治学方法等方面得到锻炼,使之进一步理解所学专业知识,扩大知识面。毕业设计是学生即将完成学业的最后一个重要环节,它既是对学校所学知识的全面总结和综合应用,又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端。毕业设计是作者对所学知识理论的检验与总结,能够培养和提高设计者独立分析问题和解决问题的能力,使学生学习并掌握科学研究、工程设计和撰写技术报告的基本方法。毕业论文具有学术论文性质,应能表明作者在科学研究工作中取得的新成果或提出的新见解,是作者的科研能力与学术水平的标志。毕业论文具有学术论文所共有的一般属性,应按照学术论文的格式写作。在毕业论文的选题与写作中,要注意适应经济、社会发展需要,注意理论结合实际,特别强调对培养学生的创新精神科研能力水平。本次毕业设计涉及的知识面有液压传动,零件设计,加工工艺,金属材料,公差配合,CAD 制图等多方面知识,设计过程中要求具备清晰的设计思路,具体的设计方案和步骤,准确的设计参数和计算分析。通过毕业设计,提高、巩固、扩大了自己所学到的理论知识和技能,提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力,培养了我对机械设计独立分析问题和解决问题的能力,帮助我初步树立了正确的实际思想,掌握了一定的机械设计方法步骤和思路为以后的学习和设计工作打下良好的基础。由于本人水平有限,设计中尚有许多不足之处,还望审阅老师给予批评和指正。目录摘要 .....................................................................II前 言 .................................................................IV1 压力机概述...............................................................41.1 压力机发展的概况 .....................................................41.2 压力机工作原理 .......................................................41.2.1 压力机功能简介 ...................................................41.2.2 压力机的工作原理简介 .............................................52 压力机的液压系统设计.....................................................52.1 设计参数和应满足的条件 ...............................................62.1.1 设计参数 .........................................................62.1.2 设计要求分析 .....................................................62.2 工况分析并确定初步液压缸直径 .........................................62.2.1 负载分析初步确定各工况的负载和速度 ...............................62.2.2 初步确定液压缸的直径 .............................................73 液压缸的设计.............................................................83.1 基本参数 .............................................................83.2 缸筒的计算 ...........................................................83.2.1 材料的选择 .......................................................83.2.2 缸筒厚度的计算 ...................................................93.2.3 油口直径的选择 ..................................................103.2.4 缸底厚度的计算与选择 ............................................103.2.5 中间法兰的设计 ..................................................113.2.6 缸体的技术要求 ..................................................133.3 活塞 ................................................................133.3.1 活塞杆的计算 ....................................................133.3.2 活塞的材料及要求 ................................................143.4 活塞杆的设计与计算 ..................................................143.4.1 活塞杆设计 ......................................................143.4.2 活塞杆材料及技术要求 ............................................153.5 导向套的设计与计算 ..................................................163.6 油口的设计与计算 ....................................................183.7 液压系统的拟定 ......................................................203.8 液压系统的工作原理 ..................................................213.8.1 液压缸的工作分析 ................................................213.8.2 液压系统的特点 ..................................................233.9 液压元件的计算和选择 ................................................233.9.1 液压缸的计算和选择 ..............................................233.9.2 液压泵和电动机的选择 ............................................233.9.3 油箱的选择 ......................................................243.9.4 管路内径的选择 ..................................................253.9.5 滤油器 ..........................................................273.9.6 阀类元件的选择 ..................................................273.10 液压系统主要性能的验算 .............................................28结论 .....................................................................30参考文献 .................................................................31致谢 .....................................................................321 压力机概述1.1 压力机发展的概况压力机的发展历史只有 100 年。压力机是伴随着工业革命的的进行而开始发展的,蒸汽机的出现开创了工业革命的时代,传统的锻造工艺和设备逐渐不能满足当时的要求。因此在 1839 年,第一台蒸汽锤出现了。此后伴随着机械制造业的迅速发展,锻件的尺寸也越来越越大,锻锤做到百吨以上,即笨重又不方便。在 1859-1861 年维也纳铁路工厂就有了第一批用于金属加工的 7000KN、10000KN 和 12000KN 的液压机,1884年英国罗切斯特首先使用了锻造钢锤用的锻造液压机,它与锻锤相比具有很好的优点,因此发展很快,在 1887-1888 年制造了一系列锻造液压机,其中包括一台 40000KN 的大型水压机,1893 年建造了当时最大的 12000KN 的锻造水压机。在第二次世界大战后,为了迅速发展航空业。美国在 1955 年左右先后制造了两台31500KN 和 45000KN 大型模锻水压机。近二十年来,世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组,大型模锻液压机,挤压机等各种液压机方面又有了许多新的发展,自动测量和自动控制的新技术在液压机上得到了广泛的应用,机械化和自动化程度有了很大的提高。再来看一下我国的情况,在解放前,我国属于半殖民地半封建社会的国家,没有独立的工业体系,也根本没有液压机的制造工业,只有一些修配用的小型液压机。解放后我国迅速建立独立自主的完整的工业体系,同时仿造并自行设计各种液压机,同时也建立了一批这方面的科研队伍。到了六十年代,我国先后成套设计并制造了一些重型液压机,其中有 300000KN 的有色金属模锻水压机,120000KN 有色金属挤压水压机等。特别是近十年来,又有了一些新的发展。比如,设计并制造了一批较先进的锻造水压机,并已向国外出口,与此相应的,我国也陆续制造了各种液压机的系列及零部件标准。但是,我们也应清楚地意识到我们与发达国家相比还有很大的差距,还不能满足国民经济和国防建设的需要。许多先进的设备和大型机仍需进口,目前应充分发挥我们的优势,加强我国在这方面的竞争力,这不仅是有助于我们从制造业大国向制造业强国的转变也是国家安全的需要。1.2 压力机工作原理1.2.1 压力机功能简介压力机是利用液压传动技术进行压力加工的设备,广泛用于金属锻压、冷挤压、粉末冶金以及金属、橡胶和塑料等成型制品加工的压力机械,也是最早应用液压技术的机械之一。与其他压力机相比,它具有压力和速度可在大范围内无极调整,可在任意位置输出全部功率和保持所需压力、结构布置灵活,各执行结构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。压力机有多种型号规格,其压制力从几十吨到上万吨。按工作介质可分为水压机和油压机两种。用乳化液做介质的液压机,称为水压机,其压制力很大,多用于重型机械厂和造船厂等。用矿物油型液压有做介质的液压机成为油压机,产生的压智力较水压机小,在许多工业部门得到广泛的应用。1.2.2 压力机的工作原理简介该机的四根立柱上安装有驱动上滑块的液压缸。液压机的压制工艺要求液压缸的工作循环为:快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止;并且压力速度和保压时间可调节。工艺循环图如图 1-2 所示。图 1-3 压力机工艺循环图2 压力机的液压系统设计液压系统是液压压力机的动力控制系统,液压系统设计的先进性、合理性是液压压力机技术先进性的重要标志,也是液压压力机运行稳定性、可靠性的关键。一个完整的液压系统由五个部分组成,即能源装置、执行元件、调节控制元件、辅助元件和液压油。1.能源装置。它是将电机输入的机械能转换为油液的压力能(压力和流量)输出的能量转换装置,一般最常见的形式是液压泵。2.执行元件。它是将油液的压力能转换成直线式或回转式机械能输出的能量转换装置,一般做直线运动的是液压缸,做回转运动的是液压马达。3.调节控制元件。它是控制液压系统中油液的流量、压力和流动方向的装置,包括方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、比例阀和逻辑阀。这些元件是保证系统正常工作不可缺少的组成部分。4.辅助元件。是除上述三项以外的其它装置,如油箱、滤油器、蓄能器、油管等,这些元件对保证液压系统的可靠、稳定持久的工作,有重大作用。2.1 设计参数和应满足的条件2.1.1 设计参数设计一小型油压机的液压系统,实现的工作循环是:快速下降—压制—保压—快退—原位停止。主要性能参数与性能要求如下:压制时外负载 FL=15000N;运动部件自重 G=6000N;快进、快退速度 0.1m/s,工进速度 0.88×10-3m/s;快进行程 L1=150mm,工进行程 L2=50mm;往复运动的加速时间 Δt=0.2s;保压时间 40s。2.1.2 设计要求分析结合生产实际,考虑多方面原因,得出以下应满足的条件:(1) 要产生大的压制力(15000N) 。(2) 要有良好的密封性。压力机在工作过程中有保压延时的要求,要求不会因为泄露而降低工作的压制力,达不到工作要求。(3) 结构尽量简单,合理选择使成本尽量降低。(4) 尽量避免零件加工过程中及设备使用中污染环境的因素。2.2 工况分析并确定初步液压缸直径2.2.1 负载分析初步确定各工况的负载和速度负载——工况分析工作负载压制时外负载 FL=15000N2. 摩擦阻力假设静摩擦系数 fs=0.2,动摩擦系数 fd=0.10.26120fjjFGN.fd3. 惯性负荷 60.1())306.29.8gvFNt(5) 查液压缸的机械效率 ,可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况,如0.9cm下表表 1 所示:表 1 液压缸各阶段的负载情况工 况 负载计算公式 液压缸负载 /FN液压缸推力/N启 动 fjF= 1200 1333.33加 速 fdg= 6600 7333.33快 进 fdF= 600 666.667工 进 fdL= 15600 17333.33快 退 fdF= 600 666.6672.2.2 初步确定液压缸的直径(1)液压缸的内径和活塞杆的内径表 3-1 按负载选择工作压力 [1]负载/ KN 50工作压力/MPa < 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5表 3-2 各种机械常用的系统工作压力 [1]机 床机械类型 磨床 组合机床龙门刨床拉床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械工作压力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32①初选系统压力 P=20Mpa②由于液压缸的机械效率为 n=0.9,所以 FL = = N=17.33KN1560.9③由于 FL =P1S得面积 S= = =1P7.320KNMpa428.6510m
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